如果不能學以致用，孩子學再多知識都是無效的

文 | Luna

來源：外灘教育（ID：TBEducation）

在科學教育備受重視的當下，僅僅記住知識點早已脫離了學習科學的初衷與目標。但是，刻板的教學方法不斷讓學生出現「脆弱知識綜合徵」的情況，即沒有真正理解知識，不能學以致用。

讓學生動手探究無疑是一道良方，但如何設計讓學生能夠真正受益的動手項目？家庭教育又如何能和學校教育相輔相成，將科學教育的精神滲透到生活中？對此，國家小學科學課程標準研製組組長和修訂組副組長郝京華教授和我們分享了她在教育前線陣地上多年的研究成果，為對此感到迷茫的家長和老師指明了方向。

南京師範大學教科院的郝京華教授在小學調研時，常拿這樣一道數學題問小學生：「每輛公共汽車能裝載36名學生，運送1128名學生需要多少輛公共汽車？」

結果有近五分之一的學生回答：「31輛餘12人。」

呆板的回答顯示出孩子們的思維還困於書本上的運算。許多剛學完新課的孩子們，對知識點能夠背誦如流，可是等待考試結束，不久就會遺忘，更不用提「理解知識」，明白學到的東西和日常生活之間的聯繫。

「學不能致用」這個現象，並不新鮮。除了數學，物理、生物、化學……這類科學教育中涉及的科目也都是如此。甚至兩千多年前的荀子就探討過，學習不應該只是聽聞，最重要的是要有實踐——

「不聞不若聞之，聞之不若見之，見之不若知之，知之不若行之。」

近期，北京就在中考的改革政策中明確：「2023年前，將實驗操作納入初中學業水平考試，考試成績納入高中階段學校招生錄取依據。」這也顯示出，動手實踐的確是科學教育學習中重要的一環。

那麼，孩子無法真正理解知識的原因究竟什麼？讓孩子動手的探究、實驗又為什麼會成為一劑良藥？

我們和郝京華教授探討了這些問題。作為國家小學科學課程標準研製組組長和修訂組副組長，蘇教版科學教材主編，以及教育部基礎教育課程改革南京師大研究中心副主任，郝教授對這些顯然有着足夠深入的認識。

她從自己多年在科學教育領域的實踐與考察出發，以專業的眼光，剖析了當下科學教育中存在的問題，分享了設計動手實踐、探究項目的心得。

（郝京華教授）

沒有真正學會知識背後，

「脆弱知識綜合徵」在作祟

著名物理學家費曼在教授大學新生物理課程時，曾在第一節複習課上對新生們這樣建議：

不要試圖背誦公式。你也許會因此成功一小會兒。但你背得越多，在這條邪路上就走得越遠。物理是一個極為龐大的體系：它包含了數以百萬的公式！你絕不可能記住所有公式！如果你靠背公式來學習，等你開始工作或其他什麼時候，總有一天會完蛋的。

費曼的忠告雖然已經過去多年，但他談及的問題仍然在現在孩子中存在着。

郝京華教授舉了個中學生的例子。「從蘋果上切下一塊丟進水裡，這塊蘋果會浮起來，還是沉下去呢？」結果，很多孩子回答「要視切下的蘋果的大小而定。」言下之意就是大塊會沉，小塊會浮。

這其實是一道關於密度的問題，孩子們或許對密度的定義了如指掌，可是一道看似突破出題套路的問題，就讓他們變得茫然。即使學過知識，也不知道如何使用。切下的蘋果和整個蘋果密度一樣，整個蘋果會浮，切下的蘋果也會浮。

知識，在孩子們頭腦中只是書本上硬背下來的幾行字句。這樣的結果不能怪孩子們學不懂，因為從教學的方法上，知識就鮮少和實際生活聯繫在一起。

譬如一年級的數學課，孩子們一到學校，就開始學習10以內的加減法。可是什麼是數字？這個本質的問題老師卻沒有解釋。

但俄羅斯的一堂數學課卻讓郝京華教授至今印象深刻。

老師讓孩子們比較兩把尺子的長短，孩子們用重合的方式，摸到長的那把尺子多出來一部分。接着，老師問了一個問題：「有兩間教室，我們不能一眼看出它們的大小來，不能再用這種重合的方式，該怎麼辦？」

15分鐘過去了，有孩子說，可以用板子來量。然後，孩子用畫斜線的方式來表示板子的數量，一間教室能放20塊板子，另一間能放21塊，一下子就比較出了大小。

到這時，老師才會告訴孩子這些斜線怎麼用數字表示。也正是在這個過程中，孩子們對於數的本質有了深刻的認識。

如果不能把學到的知識運用在實際生活里，這樣的知識是很脆弱的。哈佛大學知名教授、「零點項目」創始人大衛·珀金斯針對這種情況，提出了「脆弱知識綜合徵」的說法。

孩子對所學的知識只有淺表的了解，比如，知道定義，但是卻沒有真正理解，遇到真實生活中的情景，就回答不上來了。

而這種現象，缺乏引導、缺少與現實聯繫的教學難辭其咎。學習就好像登山，孩子們背下來書上的知識，只是知道了山峰在哪裡，卻不知道具體要走哪條路，要怎麼走上這些山峰。

缺少構建知識的過程，正是脆弱知識綜合徵的病因。

讓孩子親自動手，

增加解決真實問題的機會

要改善脆弱知識綜合徵的情況，必然要對症下藥。既然孩子現在是缺少了構建知識的過程，那就要在教學中把這個過程補回來。一要讓孩子具有網狀的知識結構，二要多動手，增加孩子解決真實情境中複雜問題的機會。

1. 大概念引領知識框架

在構建知識結構的方法中，郝京華教授提到了「大概念」這一理念——大概念是指可以適用於一定範圍內物體和現象的概念與此相對應。與之相對的，用於特定觀察和實驗的稱為小概念。而且，大概念可以以各種形式體現：一個詞，一個短語，一個句子或者一個理論。

大概念之於具體的知識點，就好比樓房之於磚塊。孩子們面對知識，就好似面對一座樓房，眼中應該看到樓房的全貌，而不是迷失在壘成樓房的磚塊里。

因此，大概念需要具備四個特點：

第一，它是這門學科中最重要的。比如，遺傳變異之於生物學，沒有這個概念，這個學科也不成立了。第二，可以解釋很多現象。比如，原子論和分子論，不僅可以解釋非生命現象，也可以解釋生命現象。第三，可以遷移到其他領域。比如，生態這個概念，在「教師生態」、「校園生態」、「家庭生態」中，已經帶有方法論的意義。第四，可以螺旋上升。比如，能量這個概念，在幼兒園、小學、大學，涵蓋的內容是不斷深化的。

在大概念的框架之下，具體的知識點才更容易結成網絡，也便於孩子在學習之後融會貫通，解決真實問題。

而要在課堂中聯繫實際，其中一個辦法就是帶着孩子動手體驗。給孩子們設計可以動手參與的實踐項目，雖然與真正生活中的問題仍有差距，但不失為一種增加他們解決真實情景中複雜問題的機會。

2. 設計答案未知的真探究項目

在設計探究內容的時候，郝京華教授說道，探究可以分為良構探究與非良構探究兩種。

所謂良構探究，就好比拿着步驟說明書，把樂高積木組裝成包裝盒上那些設計好的建築、車輛等成品。

比如「探究種子萌發需要什麼樣的條件」，其實前人們已經找到了問題的答案。但這種「重演-再現」式的「探究」並不利於孩子進行真正的探究。

真正的探究，是孩子和老師手中都沒有說明書，面對一堆積木，需要自己嘗試，看每一塊積木能有什麼用，最後能不能拼出什麼來。這也就是非良構探究——探究結果不可預期，探究路徑也不清晰，甚至老師也不知道答案。

郝京華教授還舉了個非良構探究的例子：探究常青植物落不落葉，以及落葉的規律是什麼？

在這個探究項目中，不同常青植物之間的習性可能就有很大的差別，比如桂樹和冬青；南方和北方的常青植物的落葉情況也可能不盡相同。甚至老師也不知道這個這些問題的具體答案，因此，孩子可以自己設計探究的方案和方法，而不是按照老師設計好的既定路線，完成「探究」。

郝京華教授又介紹了近期設計的「雨水收集」探究項目，不僅涉及到孩子們在學校的真實生活，也涉及到多個學科的知識：

現在倡導雨污分流，因為雨水的污染程度較小。既然如此，學校廁所沖水、澆灌花草的水是不是都可以用雨水代替自來水呢？

在學校里可以如何收集雨水呢？雨水裡又有些什麼微生物和物質，用作廁所用水和澆灌用水，有哪些影響呢？

……

整個「雨水收集」項目涉及的內容非常多，因為真實情境中涉及的問題往往也都是複雜的。這樣的項目，正適合幫助孩子運用自己所學的各種知識來解決問題。

3. 不要輕易告訴孩子答案

在沒有進行探究項目的時候，科學教育的常見問題之一就是灌輸式教學。而在探究項目之中，這仍然是一個需要注意的點——老師不應急於告訴孩子答案。

但什麼時候該放，什麼時候該扶，這是很有講究的。跟老師的教學技巧很有關係，也就是老師應該搭什麼樣的腳手架，這是教學藝術的問題。

郝京華教授說起曾在廣州看的一堂課：

老師讓孩子拿一個燒瓶，燒瓶口上抹了一點肥皂泡，孩子把手捂到燒瓶下面，燒瓶口上可以看到肥皂泡泡鼓了起來。

這時，老師讓孩子們解釋，這個肥皂泡怎麼鼓起來的。孩子們覺得，是因為熱空氣上升導致的。

轉折就在這裡出現。

有些老師在這時，可能就會直接出孩子們的錯誤。但這位老師非常好，沒有這樣做，而是請孩子們把「熱空氣上升」這個解釋畫出來。

接着，老師又問，如果把瓶子歪過來，會不會有泡泡呢？如果把瓶子反過來，會不會還有泡泡呢？

孩子們自己嘗試過後，發現把瓶子歪過來、反過來也會有泡泡，就對「熱空氣上升」這個解釋產生了動搖。

「這就是老師把『腳手架』搭得很好的典型例子。」郝京華教授這樣評價。

科學素養不再是科學家的專屬

除了在學校的學習，家庭教育中進行科學教育也很重要。因為當我們在談論科學教育的時候，更重要的目標即培養孩子們的科學素養。所謂素養，絕不是僅靠學校培養就足夠的。

生活中處處都有可以學習的地方。只不過，如何引導孩子、如何對孩子提問是一門學問。郝京華教授用「地球引力」的知識點舉了一個例子，從中我們可以感受一下「提問」對孩子的作用。

「關於地球引力，如果問『人站在地球上為什麼不會掉到宇宙空間去』，那就是傻問題。我會畫個地球，問孩子，『在南極倒一瓶水，水會往哪裡流？』很多孩子會畫水往下流，而不是往上、往地心流。這就反映出來他們還沒有深刻理解地心引力。」

雖然大部分時候，家庭教育都發生在非正式教育環境中，但優勢也很明顯：家庭生活就是真實的生活，家庭活動也讓孩子有機會接觸到真實的自然環境，動物園、博物館、科技館等地方，除了是學校學習的調劑，也為孩子提供了更為豐富的資源。

就說去動物園這件事，家長就可以和孩子一起觀察動物，但不要直接告訴孩子這個是什麼，那個是什麼。

可以問問孩子，看看麻雀是怎麼走路的，別的鳥又是怎麼走路的？它們的形態有什麼不同？

初步的觀察之後，家長還可以引導孩子做一些推測和思考。

這些鳥的嘴都長什麼樣子？長成這樣它們平時會吃些什麼？怎麼吃？

這些問題也許大家都不知道答案，但是也正好多了一個和孩子一起尋找答案的機會。不論是詢問專業人員，還是上網搜索，或者和孩子一起閱讀科普書籍，都是不錯的方式。

在很多展館，為了滿足孩子多感官的體驗需要，還開放了可以自由觸摸的展區。比如大英博物館部分文物就可以觸摸，讓參觀者能夠直觀地感受到文物的質地。

（霍克森胡椒瓶，49號展廳）

但不論是提問，還是閱讀，都還是停留在「聞之、見之、知之」的程度，要實現「行之」，家長還是要和孩子一起動起手來。

其實，動手實踐也並不難，除了老師要求的，也可以把教科書上的觀察、操作都嘗試一下。

例如，郝京華教授擔任主編的蘇教版小學科學教材中，一年級要求孩子們觀察身邊的各種事物，石頭、泥土、水等；二年級講到磁鐵時，介紹了自製指南針的方法；四年級涉及了養蠶寶寶、抽絲等一系列動手內容；五年級還有用瓦楞紙和塑料瓶蓋做傳動裝置……

（蘇教版小學《科學》五年級下冊中的鏈條傳動裝置）

各種博物館也開設了不少需要孩子們動手參與的教育活動，既鍛煉了動手能力，也增加了孩子和其他人的交流與合作機會。

（上海自然博物館「化石挖掘」活動）

俗話說一回生二回熟，不管做多做少，從小就動手的孩子，也會比較習慣這樣的學習和探索方式。到了中學，面對過程更複雜，難度更高，甚至需要自己設計過程的實驗，上手的難度總會小一些。

在科技發展日新月異的當下，很容易預見未來社會中科技之重要性。因此，郝京華教授還強調，如今的科學素養，其內涵已經和60年代的精英教育截然不同。

過去，精英教育着重關注的是科學知識和培養科學家，但現在，科學素養是每個人都應該具備的素質。而且，它已經成為了多個概念的複合體，包括了自然觀、科學觀、科學知識、科學態度、科學行為等許多內容。

一方面，科學素養可以讓自己保持清醒的認知。面對層出不窮的謠言、騙局，可以有自己的判斷，少交一些「智商稅」。

BBC曾在2017年推出過一部紀錄片，名為《清潔飲食，骯髒真相》。紀錄片中，主持人新陳代謝專家Giles Yeo博士就直接與一些「清潔飲食」概念的提出者面對面對話，甚至尖銳地指出這些概念中的荒謬之處。

另一方面是推己及人。就比如去年開始推行的垃圾分類，學習如何給日常垃圾分類只是第一步。了解處理垃圾的方式，垃圾對於環境的影響，理解垃圾分類對於人類發展的意義則是更進一步的修養。

2020年是個特別的年份，「新冠疫情」期間出現了不願意戴口罩、哄搶雙黃連口服液等事件，但同時也有許多人，尤其是年輕人在呼籲大家做好防護工作，海外華人和留學生等群體還大量購置口罩等防護用品寄送到中國。

這些事情都讓人直觀地感受到科學素養的力量和影響。如果沒有知識，沒有道德，沒有對生命和自然的敬畏，沒有理性的思考，這一切都無法實現。所以，這個時代的科學素養，不僅僅是具有科學知識，也意味着擁有相應的道德。

時代在變，科學教育也在變。

Tell me and I forget.

Teach me and I may remember.

Involve me and I learn.

這段流傳已久的話雖然出處不明，但也成為了不少教育者的職業箴言。可以理解為中文裡常說的：千學不如一看，千看不如一練。

灌輸式的教育已經越來越不能滿足未來科學教育的需求，啟發、引導、實踐，讓孩子在感受中學習科學，在體驗中理解知識，這不僅是對抗「脆弱知識綜合徵」的良方，也是培養科學素養的法門。